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談創(chuàng)新實驗教學(xué)與傳統(tǒng)實驗教學(xué)的比較
論文關(guān)鍵詞:高等 創(chuàng)新實驗教學(xué) 傳統(tǒng)實驗教學(xué) 創(chuàng)新能力 論文摘 要:培養(yǎng)創(chuàng)新人才,關(guān)鍵在于創(chuàng)新教學(xué),而創(chuàng)新的一個重要方面是實驗教學(xué)創(chuàng)新。但是傳統(tǒng)實驗教學(xué)的單一性、被動性束縛了學(xué)生個性的發(fā)展,不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。文章在分析傳統(tǒng)實驗教學(xué)的特點和不足的基礎(chǔ)上,闡述了創(chuàng)新實驗教學(xué)的特點和優(yōu)勢,進(jìn)而從實驗教學(xué)的理念、學(xué)生的能力培養(yǎng)、教學(xué)主體、實驗項目性質(zhì)、教學(xué)方法等角度分析闡明了兩類實驗的區(qū)別,以利于更好地進(jìn)行創(chuàng)新實驗教學(xué)。
實驗教學(xué)是高校培養(yǎng)符合需求的創(chuàng)新型人才不可缺少的重要環(huán)節(jié),對學(xué)生思想素質(zhì)、工程素質(zhì)、素質(zhì)的培養(yǎng)具有不可替代的作用,尤其是對于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),具有其獨特的地位和作用。但是;由于受傳統(tǒng)教育思想的束縛和影響,傳統(tǒng)實驗教學(xué)在人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法等教學(xué)模式上不適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求。因此,創(chuàng)新性人才培養(yǎng)需要通過富有創(chuàng)新性的教育來實現(xiàn)。文章通過分析比較創(chuàng)新實驗教學(xué)與傳統(tǒng)實驗教學(xué)的異同,以提高對創(chuàng)新實驗教學(xué)的認(rèn)識,使實驗教學(xué)改革適應(yīng)我國新時期的教育方針和培養(yǎng)目標(biāo)。
一、傳統(tǒng)實驗教學(xué)的特點與問題
我國高等教育長期存在著重理論、輕實踐的思想。在大學(xué)教學(xué)中,實驗教學(xué)依附于理論教學(xué),傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式偏重于對所學(xué)知識的驗證,學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)根據(jù)實驗書上規(guī)定的實驗步驟和方法,完成教師規(guī)定的驗證性實驗,并根據(jù)實驗結(jié)果加以,以加強和鞏固所學(xué)的知識。這種傳統(tǒng)的實驗教學(xué)有三大特點:一是實驗教學(xué)組織強調(diào)“統(tǒng)一性”。傳統(tǒng)實驗教學(xué)讓全班學(xué)生采用同樣的實驗項目、實驗內(nèi)容、實驗時間、實驗時數(shù)、實驗裝置。一個教學(xué)計劃、一張課表、一個班的學(xué)生按部就班齊步走;二是實驗教學(xué)內(nèi)容的“驗證性”。實驗教學(xué)內(nèi)容依附于理論教學(xué),作為理論驗證的一種手段,其內(nèi)容大多是理論教學(xué)中的理論或定律的驗證,各門課程的實驗之間互相分割、相對獨立,缺乏綜合性、設(shè)計性的實驗項目,學(xué)生的思維被局限于相應(yīng)的理論課程;三是學(xué)生學(xué)習(xí)的“被動性”。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)有著固定的模式,一般都編印了詳細(xì)的實驗指導(dǎo)書,教師詳細(xì)地講解實驗內(nèi)容和實驗步驟,甚至進(jìn)行操作示范,學(xué)生只需按指導(dǎo)書的要求按部就班完成實驗,整個實驗過程如同一個過程,學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的狀況,獨立思維受到壓抑。
雖然這種傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ胶喢�、清�?有利于學(xué)生對相關(guān)結(jié)論的認(rèn)可、理解和記憶,也有利于教師對整個教學(xué)過程的控制。但其弊端也是顯而易見的:首先學(xué)生按照指定的步驟要求進(jìn)行實驗,其結(jié)果只能是機械記憶、機械操作,在一定程度上抑制了學(xué)生的興趣,造成了學(xué)生因已掌握新知識而在實驗中缺乏新奇感的負(fù)效應(yīng),這樣的實驗談不上能力的培養(yǎng);其次重結(jié)果輕過程。實驗課上只要能得出正確的實驗結(jié)果,就達(dá)到實驗課的目的了。其實得出正確結(jié)果固然重要,但實驗方法是否得當(dāng),學(xué)生的觀察能力,發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,實驗操作能力等是否得到培養(yǎng),實驗研究能力是否得到發(fā)展,則往往被忽視。
二、創(chuàng)新實驗教學(xué)的特點與優(yōu)勢
創(chuàng)新教育是以繼承為基礎(chǔ)、以全面發(fā)展為目的、以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力為價值取向的新型教育。創(chuàng)新實驗教學(xué)從傳統(tǒng)的“知識傳授”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;知識、能力、思維、素質(zhì)”的綜合素質(zhì)培養(yǎng),通過提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣,充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。其主要特點有:一是教學(xué)要求的層次性。學(xué)生之間在知識基礎(chǔ)、認(rèn)知能力、意志水平、興趣愛好、學(xué)習(xí)態(tài)度等方面存在著明顯的差異。創(chuàng)新實驗教學(xué)針對不同層次的學(xué)生提出不同的教學(xué)要求和不同的學(xué)習(xí)任務(wù),如將實驗項目設(shè)置為必做實驗和選做實驗,使教學(xué)要求更有針對性,能為提高教學(xué)效益創(chuàng)造條件;二是學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和探究性。創(chuàng)新實驗教學(xué)內(nèi)容往往會涉及多章節(jié)或多學(xué)科的知識與技能,需要學(xué)生在研究過程中不斷探索和學(xué)習(xí),使教學(xué)從“要你學(xué)”變?yōu)?ldquo;我要學(xué)”,出現(xiàn)了空前主動的學(xué)習(xí)局面;三是信息交流的互動性。創(chuàng)新實驗教學(xué)改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)由教師滿堂灌、單向信息傳遞的教學(xué)模式,把教學(xué)過程處理成師生間、學(xué)生間信息傳遞的互動過程,進(jìn)行多角度、多層面的交流,使每個學(xué)生都能發(fā)揮各自的優(yōu)勢,獲得表現(xiàn)的機會,從而激起學(xué)習(xí)探究的興趣。
與傳統(tǒng)實驗教學(xué)相比,創(chuàng)新實驗教學(xué)存在以下優(yōu)勢:第一,實驗教學(xué)的定位有利于知識結(jié)構(gòu)的建立與能力的培養(yǎng)。在創(chuàng)新實驗教學(xué)的理念中,實驗教學(xué)受到高度地重視,實驗教學(xué)獨立設(shè)課,一般具有這樣三個功能:一是驗證功能。學(xué)生通過實驗驗證、理解和鞏固理論教學(xué)的內(nèi)容,以獲得更加牢固的知識;二是技能訓(xùn)練功能。學(xué)生通過實驗得到實驗技能的基本訓(xùn)練,培養(yǎng)實驗技術(shù)和動手能力;三是探索研究功能。學(xué)生通過獨立設(shè)計、觀察、記錄、數(shù)據(jù)處理、歸納分析等,探索新的發(fā)現(xiàn),以獲得研究成果,同時得到科研能力的訓(xùn)練。第二,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自主性。創(chuàng)新實驗從傳統(tǒng)的“傳授知識”的教學(xué)法轉(zhuǎn)軌到“傳授知識與發(fā)展學(xué)生能力,滲透科學(xué)方法有機結(jié)合”的教學(xué)方法,注重實驗設(shè)計以及學(xué)生的探究過程,引導(dǎo)學(xué)生獨立思考、大膽動手,充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)造性。
三、兩種實驗教學(xué)的區(qū)別
1.兩種實驗教學(xué)體現(xiàn)的教育理念不同
我國高校實驗教學(xué)的傳統(tǒng)理念是培養(yǎng)學(xué)生的“三基”能力,即掌握實驗的基礎(chǔ)知識能力,掌握基本實驗方法的能力,掌握實驗基本操作的能力。這種實驗教學(xué)理念過分強調(diào)理論的指導(dǎo)性,忽略了實驗教學(xué)本身的發(fā)展規(guī)律以及實驗對理論的補充、深化和發(fā)展作用,實驗教學(xué)被看作是對理論的驗證和附屬品。在實驗教學(xué)目標(biāo)上,著眼于鞏固和加深理論教學(xué)效果、掌握多種實驗技能,它只是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)啟蒙教育,只是有利于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神、實踐能力等。它的教育理念落腳在“有利于”而已。而現(xiàn)今的創(chuàng)新實驗教學(xué)以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),堅持知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育全面協(xié)調(diào)發(fā)展,是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實踐能力、思維能力等,它的教育理念落腳在“培養(yǎng)”上。
一個是“有利于”,一個是“培養(yǎng)”,“培養(yǎng)”更具有目標(biāo)性,主攻性。而“有利于”像一個“擦邊球”,只要有一點兒作用就行,并沒有太高的要求,目的不同,輕重不同,結(jié)果也不會相同。在傳統(tǒng)實驗教學(xué)中,教師是實驗的主體,學(xué)生只是被動地接受知識和技能,主要以示范性和驗證性實驗為主。在實驗中,學(xué)生只是“依葫蘆畫瓢”,不需要主動思維,更談不上創(chuàng)新;而創(chuàng)新實驗教學(xué)重視知識與能力的協(xié)調(diào)發(fā)展,關(guān)注的是全面發(fā)展。在實驗過程中,以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),學(xué)生通過自己親自參與、動手實驗,將所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合,從而達(dá)到提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力,提高學(xué)生的自學(xué)能力、實踐能力和團(tuán)隊協(xié)作能力,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。
2.兩種實驗教學(xué)對學(xué)生的能力培養(yǎng)目標(biāo)不同
傳統(tǒng)實驗教學(xué)僅僅能培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力,由于實際操作中,老師的認(rèn)識不夠,很多應(yīng)該讓學(xué)生做的實驗轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熤v解實驗,這樣學(xué)生的動手操作能力的培養(yǎng)就更打折扣了。而創(chuàng)新實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的能力很全面,不但注重通過基本訓(xùn)練使學(xué)生掌握基本知識、基本方法和基本技能,還注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合運用能力、實踐能力、創(chuàng)新能力以及高尚的思想情操。如學(xué)生在設(shè)計實驗方案、分析實驗結(jié)果的過程中,難免會遇到困難,這就要求學(xué)生開闊思路,改進(jìn)和嘗試新的實驗方法,直至得到合理的實驗結(jié)果。這樣不斷積累、不斷探索的科學(xué)實驗過程無疑鍛煉與培養(yǎng)了學(xué)生從實驗中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力,并初步形成利用所積累的理論和實踐知識解決實際問題的能力,還培養(yǎng)了學(xué)生堅忍不拔、積極探索、勇于創(chuàng)新的精神。
3.兩種實驗教學(xué)的主體不同
在傳統(tǒng)實驗教學(xué)中,教師是處于絕對性的主體地位,他們決定著實驗中的絕大部分的時間和活動,忽視了學(xué)生的主體性、學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)以及非智力因素的發(fā)展。實驗教學(xué)是以“教”為主的,教學(xué)內(nèi)容圍繞“教”而展開,“學(xué)”限定在教師“教”的范圍,“學(xué)”是被動的。而現(xiàn)今的實驗教學(xué)的主體是學(xué)生,教師所扮演的角色不再是拐杖而是指南針,他們通過各種手段引導(dǎo)學(xué)生從工程的角度去獨立觀察、思考和探索,自主發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題,引導(dǎo)學(xué)生用理論知識工程實踐,引導(dǎo)學(xué)生掌握各種必須的工程技能。學(xué)生則自己主動去探索、去發(fā)現(xiàn),自己去建構(gòu)知識的意義;主動搜集并分析有關(guān)的信息及資料,對所學(xué)的問題提出各種假設(shè)并努力加以驗證;并且充分與教師和學(xué)習(xí)伙伴進(jìn)行交流、討論,主動接受教師的指導(dǎo)及伙伴的協(xié)作學(xué)習(xí)。
4.兩種實驗教學(xué)的實驗項目性質(zhì)不同
傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容主要是實驗教學(xué)大綱中規(guī)定的較為固定的項目。這類實驗項目主要是為輔助理論教學(xué)的驗證性、操作性實驗項目。實驗時,基本上是按照教師講的或?qū)嶒炛笇?dǎo)書上寫的實驗步驟去“照方抓”地做出實驗結(jié)果。不注重實驗過程,不善于主動思考、質(zhì)疑,不能積極探索實驗本質(zhì)。而創(chuàng)新實驗教學(xué)從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力出發(fā),分層次設(shè)置實驗項目。目前,各高校主要將實驗教學(xué)內(nèi)容分為基本實驗、提高性實驗、綜合應(yīng)用實驗、研究創(chuàng)新實驗四個層次。每個層次的實驗均設(shè)有基礎(chǔ)性、設(shè)計性、綜合性和研究創(chuàng)新性實驗項目,使學(xué)生由淺入深、由易到難、從簡單到綜合,逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力�；緦嶒炓曰炯寄苡�(xùn)練為主,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗的基本方法和動手能力。項目的設(shè)置以演示性、驗證性實驗為主,本層面的實驗項目重在學(xué)知識,激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣和潛在的創(chuàng)新意識,為進(jìn)入設(shè)計性綜合性實驗打下堅實的基礎(chǔ);提高性實驗的項目設(shè)置主要以設(shè)計性實驗為主,要求學(xué)生歸納實驗的基本步驟、思路和特點,自行設(shè)計實驗方案,自行設(shè)計完成實驗作品,目的是培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力和創(chuàng)新意識;綜合應(yīng)用實驗的項目設(shè)置主要以綜合性實驗為主,要求學(xué)生綜合應(yīng)用本門課程的許多章節(jié)的知識、幾門相關(guān)課程的知識,設(shè)計和進(jìn)行的實驗,目的是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、系統(tǒng)分析、應(yīng)用、綜合、設(shè)計與創(chuàng)新的能力;研究創(chuàng)新實驗主要是學(xué)生根據(jù)自己了解的問題,在課余時間到實驗室進(jìn)行獨立的科研工作,或協(xié)助教師完成科研課題的實驗設(shè)計和操作,目的是培養(yǎng)學(xué)生的科研與創(chuàng)新能力。
5.兩種實驗教學(xué)的教學(xué)方法不同
傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法是以灌輸知識為主,重知識傳授、輕能力培養(yǎng),往往要求學(xué)生簡單地按照實驗指導(dǎo)書,照本宣科、依葫蘆畫瓢,走流程式完成實驗操作,學(xué)生自主性、創(chuàng)造性受到抑制。而創(chuàng)新實驗教學(xué)摒棄以教師為主體的“抱著走,灌輸式”的教學(xué)方法,實施以學(xué)生為主、指導(dǎo)教師為輔的啟發(fā)式、討論式、師生互動式等現(xiàn)代先進(jìn)的教學(xué)方法,實現(xiàn)實驗教學(xué)活動由教向?qū)W的轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)教師地位由教向?qū)У霓D(zhuǎn)變,使實驗教學(xué)活動真正建立在學(xué)生自主活動、主動探索的基礎(chǔ)上。
目前,各高校根據(jù)學(xué)生所在專業(yè)、所處層次的不同,實驗項目性質(zhì)的不同,因材施教,因內(nèi)容施教,實行多樣化實驗教學(xué)方法。例如,在基礎(chǔ)實驗階段,主要采取現(xiàn)場授課與指導(dǎo)的方法;對掌握了初步實驗方法的學(xué)生,在設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗中進(jìn)行只指導(dǎo)不講授或開放式自主實踐方法;在綜合實驗中采用互動討論的方法;工程訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計及課外實踐活動中,采用課外指導(dǎo)方法;不同實驗室的同一實驗、課外學(xué)習(xí)采用網(wǎng)絡(luò)實時教學(xué)方法;目標(biāo)驅(qū)動法、則可充滿各類實驗項目之中。各種方法綜合運用的目的是,培養(yǎng)學(xué)生自已獲取知識的能力,讓學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造性。
四、問題討論
總之,傳統(tǒng)實驗教學(xué)培養(yǎng)出來的學(xué)生具有比較系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識和規(guī)范的實驗操作能力,具有系統(tǒng)性、綜合性、效率高的特點,缺點是學(xué)生被動式地接受知識,缺乏學(xué)習(xí)的主動性。創(chuàng)新實驗教學(xué)以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),重視創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)生在老師指導(dǎo)下,引入科學(xué)研究方式,進(jìn)行主動探索,具有探索性、自主性、開放性等特點,它是學(xué)生體驗、理解和掌握科學(xué)研究方法、發(fā)展創(chuàng)新能力的一種有效途徑。因此,創(chuàng)新實驗教學(xué)是傳統(tǒng)實驗教學(xué)的繼承和發(fā)展,因而,在實施創(chuàng)新實驗教學(xué)的過程中,我們必須注意處理好以下兩個關(guān)系:
1.主導(dǎo)與主體的關(guān)系
在創(chuàng)新實驗教學(xué)中,學(xué)生始終處于主體位置,而實驗教師則處于為實驗教學(xué)服務(wù)的主導(dǎo)位置。主體是實驗教學(xué)的中心,主導(dǎo)必須圍繞這個中心做好工作。作為實驗教學(xué)主體的學(xué)生,必須在繼承傳統(tǒng)知識的基礎(chǔ)上,重點進(jìn)行知識的應(yīng)用和創(chuàng)新。作為主導(dǎo)的實驗教師,必須在其搞好實驗教學(xué)的引導(dǎo)工作的同時,加強自身知識和技能的擴展和更新,達(dá)到知識豐富,技術(shù)熟練和教學(xué)方法科學(xué)而實用的要求。例如數(shù)字技術(shù)實驗中的“簡易數(shù)字鐘的設(shè)計實驗”,學(xué)生根據(jù)實驗原理能設(shè)計出數(shù)種實驗原理圖,實驗教師應(yīng)全面掌握各種基本實驗方法,熟知其各自特點、應(yīng)用范圍和相互關(guān)系,對相關(guān)儀器的結(jié)構(gòu)、原理、性能、使用方法必須了如指掌,才能當(dāng)學(xué)生遇到問題時,能及時給予正確答復(fù);實驗儀器出現(xiàn)故障時能及時排除,幫助學(xué)生順利達(dá)到預(yù)期目的。要使學(xué)生探索能力增強,還需要老師畫龍點睛般精煉的,鼓勵學(xué)生親自動手實踐,給他們盡可能多的獨立思考的時間和實驗空間。老師要善于激發(fā)學(xué)生標(biāo)新立異的思維,及時抓住學(xué)生創(chuàng)造思維的火花給予鼓勵,讓學(xué)生充分展示自己的個性天賦。
2.繼承與創(chuàng)新的關(guān)系
在創(chuàng)新實驗教學(xué)中,知識的繼承與創(chuàng)新是相輔相成的。不在繼承已有知識基礎(chǔ)上的創(chuàng)新,往往是盲目的徒勞的創(chuàng)新。因此,創(chuàng)新實驗教學(xué)必須安排必要的知識與基本技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,使學(xué)生具有實驗所需的知識和技能,然后再注重學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。例如數(shù)字電子技術(shù)實驗中的“集成計數(shù)器實驗”,我們在制定實驗內(nèi)容時是先驗證后設(shè)計,首先讓學(xué)生驗證十進(jìn)制計數(shù)器74LS90的功能,然后方可做下面的設(shè)計100進(jìn)制計數(shù)器、45進(jìn)制計數(shù)器等內(nèi)容。試想如果沒有驗證741.590的功能,學(xué)生不明白十進(jìn)制計數(shù)器的原理,怎能設(shè)計出100進(jìn)制計數(shù)器以及45進(jìn)制計數(shù)器。所以,創(chuàng)新實驗教學(xué)應(yīng)將知識的繼承和創(chuàng)新有機地結(jié)合起來,使兩者優(yōu)化組合,相輔相成,共同發(fā)揮作用。
參考文獻(xiàn)
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